与上世纪60年代的“阿波罗”计划将登月飞船直接送入地月转移轨道不同，“阿尔忒弥斯”计划的奔月方案比较复杂：搭载4名宇航员的新一代“猎户座”载人飞船与月球着陆器分两次发射，各自前往绕月轨道。它们完成在轨对接后，2名实施登月任务的宇航员进入月球着陆器，另外2名宇航员留在“猎户座”飞船中环月飞行；月球着陆器在月球表面软着陆完成任务后，再搭乘着陆器重新返回绕月轨道与“猎户座”飞船对接；最终宇航员全部转移到飞船后重返地球。

“阿尔忒弥斯”载人登月计划涉及三大核心航天设备：负责发射任务的SLS运载火箭、“猎户座”载人飞船和执行月面着陆使命的月球着陆器。目前“阿尔忒弥斯”项目已经确认了前4个任务，其中“阿尔忒弥斯1”号任务已经于2022年完成不载人的系统测试，但之后美国人“重返月球”的脚步开始慢了下来，原计划在2023年开展的“阿尔忒弥斯2”号推迟到了2026年——该任务准备用SLS火箭和“猎户座”飞船进行载人绕月飞行，但不登月，旨在确认飞船所有系统在实际太空环境下能否按照设计运行。目前已经确定了美国宇航员里德·怀斯曼、克里斯蒂娜·科赫和维克多·格洛弗，以及加拿大航天局（CSA）宇航员杰里米·汉森执行这次任务。

根据NASA最新公布的时间表，“阿尔忒弥斯2”号任务推迟到2026年4月，但“着急”的美国有可能将此次任务提前到2026年2月。受“阿尔忒弥斯2”号任务的延迟的影响，“阿尔忒弥斯3”号任务的发射时间也由此顺延，对于其能否在2028年完成发射，外界还是比较质疑的。“阿尔忒弥斯3”号任务计划将宇航员送上月球南极；此后还有执行第二次载人登月任务的“阿尔忒弥斯4”号。但整个项目出现诸多问题，尤其是用于载人登月的着陆器问题最大，成为决定美国能否在2028年成功登月的关键因素。